前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇河道的生態治理范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.244
1 河道治理存在的困難
我國非常注重對水資源的利用,并采取多種措施進行了河道整治,讓河道為城市化進程發展發揮作用。但隨著人為且不符合自然規律的干涉整治,河流生態系統遭受到樂氐鈉蘋擔即河流出現污染、干涸等問題。因此為了使河道以正常的生態特征促進我國經濟的發展,人類需要進行河流生態修復。河道屬于自然生態系統中的重要組成部分,其本身具備自我生態修復的能力,然而人們常常采用人為治理的方式,對河道自我生態修復造成影響,致使河流生物逐漸遷徙,甚至死亡。人們在對河道進行整治時,會使河流、水質、植被等都產生影響,這些都是保障河流生態環境的因素,如果其受到影響,則河流生態環境則會受到破壞。
隨著社會的發展,人們針對河道治理的措施越來越多,如采用各種技術和設施,使河流轉向、斷開、加深、拉直等,導致河道的形態被強行改變。河道形態的改變,會影響城市地下水的生態性,使城市供水出現問題。河道本身蜿蜒曲折,符合自然規律,但采用人為整治的方式,導致河道儲蓄洪水能力遭受到破壞。人們采用混凝土進行改造,致使自然水體之間不能完成互動,增加洪水發生期間洪水的破壞力,同時也會增加泄洪難度。因此在進行河道治理和改造時,要考慮河道原本的形態,滿足自然規律下河流本身的形態。
人為進行河道治理,勢必會對自然生長的植物產生影響,很多植物會因為河道改造而逐漸死亡,對自然環境產生不良影響。如果城市主張發展旅游經濟,被破壞后植物會影響城市的美感,導致其旅游經濟受到影響。而且如果不針對河流和植物進行修復,則會導致城市自然環境越來越差。
2 河道治理的原則
如今人類的生產生活對自然環境的影響越來越大,且人類為了加大水資源的利用率,而采用人為整治的方式,強行對河道進行改造,致使河道生態系統受到嚴重的破壞。因此在進行河道治理時,不能夠強行采用人為方式進行生態修復,而是需要滿足自然規律和河流原本生態系統的情況下,適當地采用人為方式進行生態修復。如通過植物改造河岸的方式,進行河道的治理。河道治理工程比較復雜,且需要耗費較大的精力和較長的時間。我國應當注重對各個國家先進治理經驗的學習,根據河道實際情況,制定詳細的治理規劃。除了考慮河道的特征外,還需要結合城市特征和發展規劃,進行河道治理規劃。在進行河道治理時,不能單單只考慮河道生態系統或城市經濟發展,應當綜合考慮所有的因素,保障各個因素的協調發展。人們之所以進行河道治理,是希望河道能夠最大化滿足人們的需求,因此在進行河流生態修復時,要考慮人類的需求。如果城市發展和生態環境出現矛盾,則需要著重考慮生態環境,避免生態環境惡化,影響城市的發展。但仍然需要注意,河道治理不僅僅是自然生態系統的一部分,也是城市規劃發展的重要組成部分。
3 河流生態修復技術
3.1 河道形態的修復
人為進行河道修復主要是進行緩坡或低坡的改造,將已經難以發揮作用的攔河壩拆除。同時為了保障河流水體的流動性,需要建設通道,促使河流恢復生態流動的連續性。另外還可以通過建造和埋設溝壑的方式,確保水體流動性更加符合自然規律。為了使河道的泄洪能力得到提升,應當進行堤線和灘地高度的改造,使河流具有增多的流動空間。
3.2 河床斷面的修復
人們在進行河床斷面的修復時,主要是針對護岸和護坡進行改造。人們之前在進行河道改造時,會在河床上鋪設硬質材料,不利于河流生態修復,因此需要將硬質材料拆除,并結合河道實際情況采用石頭或魚巢的方式,進行河床生態修復。另外,還可以根據河道的徑流進行河道的拓寬,可以根據相應的分級方式,將河道徑流分為多個不同的等級,隨后徑流級別進行改造。針對已經暴露時間較長的河床,可以通過種植植物的方式,保障河床的生態型建設。通過種植植物進行河床的改造,還可以增加河道的美觀性,并對河流水質凈化起到作用,符合城市發展規劃和生態系統修復的要求。
3.3 河流水質的修復
生態浮床技術、河道曝氣技術、外流引水稀釋沖刷技術及底泥疏浚等都是目前水質修復的常用方法,生態浮床技術主要是利用水生植物進行河水水質的修復,即通過水生植物及其他物種的關系,提高人工生態系統的作用,以達到降低河流污染的目的。河道曝氣的主要作用是河流水質實現自我凈化的能力,即通過加速復氧過程,提高河流生物的活性。外流引水稀釋沖刷技術,主要是通過引入外流,降低河流的污染負荷,但通過外流引水的方式,會導致河流本身水質受到影響。底泥疏浚的主要作用是清除河流底部的毒害物質。在城市的發展中,工業廢水和生活廢水對水資源污染效果比較嚴重,因此在進行河流水質的修復時,還要進行各類廢水的控制,避免因為廢水過多,污染過于嚴重,而導致河流水質修復無法產生作用。
3.4 河流生態修復材料的應用
植物是最常用的河流生態修復材料,如蘆葦具有凈化水質的作用,且其對生長條件的要求不高,因此可以通過大范圍種植,促進河流生態系統的修復。另外生物相容型材料具有透氣透水等優勢,滿足多類植物的生長需求,同時其還具備吸附微生物的作用,達到水質凈化的目的,因此可以使用發材料進行河流生態修復。
4 結束語
綜上所述,隨著城市的發展,人們為了使水資源滿足生產生活需求,而對河道進行整治,導致河流生態系統受到破壞,出現水資源污染、干涸等情況,因此需要進行河流生態修復。通過上述分析可知,河流生態修復屬于復雜且耗費時間較長的工程,需要進行完善的規劃,確保河道具有生態性,并滿足人類的需求。
參考文獻:
[1]徐世輝.基于河道治理的河流生態修復的探討[J].農民致富之友,2014(18):288.
目前的現代化河道治理生態水利的實際應用,是綜合的采用美學、生態學、水利工程學、環境學、生物學等,借助外界自然生態循環系統來實現河道治理的現實目標。這樣不但能保持河道防洪蓄水的功能還能有效提高整體河道生態系統的全局穩定性,在河道生態環境和人類社會的發展道路上具有重大的現實意義。
2 生態水利的實際應用優勢
所謂生態水利,是在水利工程建設中,在重視水利樞紐的建設的同時重視生態環境保護的一項生態工程。生態水利的現實目的是不僅研究和把握水利水文的特性、生物種群之間的特性、河道河流之間的特性等,還要創新河流湖泊等節能型的開發和利用。不僅重視水利資源開發的同時還要重視周邊環境生態系統的研究、重視水體特征性的研究和流域的循環性研究。在開發和設計河流過程中,應該考慮到河流整體和河流中包含的各種生物體還有周邊環境等諸多因素的產生,在有效滿足開發的基礎上,保持原生態系統固有的完整性和生物多樣性的優勢。
傳統所做的河道治理方式不但會破環河道的整體生態環境、景觀等還會影響到人類的身心全面健康發展。為此,結合采用美學、生態學、水利工程學、環境學、生物學等大多學科為整體的河道治理即生態水利便是現代環境和有效改善的首選方案。生態水利和傳統的河道治理相比較,生態水利的實際應用優勢主要體現在以下幾個方面:
①在河道治理中運用生態水利理念,能大幅度的提高河道水流自身的凈化能力,做到凈化河道中有機污染物,良好的有機物能做到為真菌和細菌提供生態環境和所需營養,
同時在有機物的氧化作用下進行分解處理,分解后的無機物被藻類吸收,隨著光合作用釋放充足的氧氣,能夠滿足河道生物的生長需求為河道整體的周邊環境提供良好的生存空間。
②生態治理是依據河道周邊的環境,通過科學配置讓水中的生物和周邊植物有機聯系在一起,形成穩定良性循環系統下的河道生態環境,能對河道兩側植被恢復的同時還能為河道中水生物的生長和岸上的鳥類提供良好的生存環境。
3 生態水利的實際應用分析
3.1 能進行自然恢復的河道環境
生態水利工程的實施主要目的在于實現河道和水體內生物的多樣性,保障河道建設、水利工程防洪蓄水等功能前提下,將河道周邊環境改善到從前的自然生長狀態。恢復河道內自身的自然環境,創造多樣化河道結構能為達成河道環境自然的恢復打下良好的基礎。例如,在運行河道岸線設計的時候,根據河岸自然生態駁岸的基本特點,對坡度緩和、土質質量較高的地段采用天然河道邊坡,同時幫助格室結構、拋石插值、植活木樁等方式,這樣的方法不僅能符合自然形式功能的需求,還能夠保障河道生態系統的生物多樣性和河道自然生長狀態的修復兩方面都有著重要的現實作用。除此之外,進行河道治理設計的過程中,還應重視周邊的環境和河道生態網絡建立的配合,達到周邊環境和河道生態系統的有機結合。例如,在河岸設計時應突破傳統混凝土河岸,增添綠色植被為周邊鳥類動物等生物提供良好的生存條件,從而實現河道系統多樣化,為維持整體河道生態系統穩定性提供良好發展保障。
3.2 生態護坡設計的建設
進行河道治理過程中,應從綜合考慮河道本身功能特點、周邊環境等因素著手,制定適應河道生態系統的河道生態護坡設計方案。在生態護坡方案施工前,對河道周邊植被、生物類型進行分布狀態的全面調查,用來保障河道施工劃分不會影響周邊生態系統的自然運行狀態。將河道區域劃分時分成三個區域:常淹區、變化區和常露區,不同的區域特點選擇不同的植被,提高植被在所選區域正常的生長。例如,分別在三種區域種植不同的植被。在常淹區內種植水生的植被;在變化區種植較為干旱抗淹的植被;在常露區種植耐旱植被。在不同環境下種植相匹配的植被能為河道創造良好穩定的生態護坡。另外,在進行設計方案時,還要視為設計重點的是進行河道環境美化的設計,努力滿足人類對河道美觀程度的需求,在進行護坡設計之時,在河道兩岸建設淺灘,給人營造一種河道漸寬的視覺上的沖擊,還能為河道中水生物提供寬闊的活動范圍,提高生物多樣,這對維持河道整體的生態系統具有重要的現實作用。
3.3 實際應用生態水利事例
實例1:利用動物和生物的自然生長,提高河道的自凈能力。關鍵是利用土地處理、人工濕地處理、生物膜處理、生物操縱等技術進行河道自然環境的生態恢復,利用植被生長分解河道中存在的污染物,達到水體的凈化目的。同時,利用水環境的空間藝術進行環境造景,創造河道生命力,營造快樂、輕松、靈動的河道生態系統環境[1]。例如:北方濱海地區多采用圖1所示表面流人工濕地斷面,利用挺水植物與沉水植物搭配,為微生物提供充足空間,與溢流壩結合建成水流穩定的水生態系統。
實例2:創設親水性活動空間,重點在于堅持可持續發展觀、以人為本的生態治理原則,保障不影響河道防洪蓄水的功能基礎上,建造親水性活動空間,用以實現活動空間和城市景觀的整體結合,同時進行河道旅游領域的開發。例如,某濕地公園河道治理如圖2所示,充分利用濱水、河流等自然環境條件,結合濕地的綠化功能,創建了回歸自然的旅游和休閑的場所[2]。
實例3:河道污染的有效治理,濕地對于污染的控制具有顯著的作用和效果,能調節改善小范圍內的氣候,使各類生物、植物自然生長棲息。采用人工濕地建設的方法對河道水體生態進行恢復建設,運用合理的轉化達到最佳污染處理作用。此外,充分結合水體環境空間藝術,利用水體特征造景[3]。例如,某濕地生態水利河岸設計如圖3所示,賦予原本靜止狀態的自然水體以生命力,達到給人自然、愉悅享受的感覺。
河道治理工程在進行的過程中,一定程度上會造成環境污染的等諸多問題,這是對生態可持續發展以及河道生態環境的穩定性非常不利的因素。通過對河道治理實際應用生態水利,在不影響河道抗洪蓄水基礎上,能夠做到對河道生態系統穩定修復、增加生物多樣性、河道生態系統可持續發展。為此,加強生態水利實際應用探究、提高應用效果進一步改善水質和水資源利用率等工作是河道治理工程的重中之重[4]。
4 結論
在當前科技日益發達的時代下,人類的需求不再是傳統的河道治理方式,而是開始面向研究具有環境、生態保護、造景功能的新型生態水利發展。生態水利在現代環境下河道治理中的實際應用已被人們廣泛關注,本文望通過以上所述對河道生態水利問題進行初步探究,能夠為新時代下人文自然和諧發展的水環境建設提供思考。
【參考文獻】
【1】許映建,石磊.如皋城區河道治理工程中生態水利設計理念的應用[J].水資源開發與管理,2016(07):38-41.
【2】范磊.生態水利在河道治理工程中的應用[J].城市建設理論研究(電子版),2016(30):75-76.
關鍵詞城市河道;生態化治理;設計方法
過去,城市河道治理往往偏重于水利灌溉、排水泄洪,護岸硬化、渠化現象嚴重,加上兩岸居民生活污水、垃圾的排入,導致很多河道變成臭水溝,水生物無法生存,生態系統遭到極大破壞。在日益嚴峻的環境危機中,城市的建設者們開始尋找一條有效的生態化解決方案,以解決鋼筋混凝土叢林中人與自然隔絕的現象,創造一個水清岸綠、蟲叫蛙鳴、人與自然和諧生存的水岸環境[1]。
生態恢復是一個系統工程,河道的生態化治理措施應該是多方面、全方位的,而這些措施圍繞的核心就是如何進行生態系統的恢復,這就對設計者提出了新的挑戰[2]。每一個設計元素都應該為生態恢復創造有利條件,從而形成生態化河道,即通過人工物化,使治理后的河道能夠貼近自然原生態,體現人與自然和諧共處,逐步形成草木豐茂、生物多樣、自然野趣、水質改善、物種種群相互依存,并能達到有自我凈化、自我修復能力的水利工程[3]。所以,設計者應該多利用自然的抗干擾、自我修復能力來處理人與自然的關系,而不是大量采用人工結構和形式來取代自然,這是生態設計與傳統設計方法的區別。
1河道線型設計
河道線型設計即河道總體平面的設計。由于城市用地緊缺,河道濱水地帶不斷被侵占,水面越來越少,河寬越修越窄,但是為了泄洪的需要,要保證過水斷面,只好將河道取直、河床挖深,這樣對駁坎的強度要求就逐步提高,建設費用逐漸加大,而生態功能逐漸衰退,河道基本成為泄洪渠道,這與可持續發展的戰略相悖。而生態化治理需要退地還河,恢復濱水地帶,拆除原先視覺單調、生硬、熱島效應明顯的渠道護岸,盡量恢復河道的天然形態,宜彎則彎,寬窄結合,避免線型直線化。
自然蜿蜒的河道和濱水地帶為各種生物創造了適宜的生境,是生命多樣性的景觀基礎。河灣、凹岸處可以為生物提供繁殖的場所,洪峰來臨時還可以將其作為避難場所,為生物的生命的繁衍增加濕地、河灣、淺灘、深潭、沙洲等半自然化的人工形態,既增添了自然美感,又可以利用河流形態的多樣性來改善生境的多樣性,從而改善生物群落的多樣性。相對于直線化的渠道,自然曲折的河岸設計更能夠提高水中含氧量,增加曝氣量,因此也更有利于改善生物的生存環境。
從工程的角度看,自然曲折的河道線型能夠緩解洪峰,削減流水能量,控制流速,所以也減少了流水對下游護岸的沖刷,對沿線護岸起到保護作用。退地還河、濱水地帶的恢復,使得城市建設設計人員在河道斷面的設計上留有選擇的余地,不需要采用高強度的結構形式對河濱建筑進行保護。順應河勢,因河制宜,無疑在工程經濟性方面也是較為有利的。
2河道斷面設計
河道斷面的選擇除了要考慮河道的主導功能、土地利用情況之外,還應結合河岸生態景觀,體現親水性,盡量為水陸生態系統的連續性創造條件。
傳統的矩形斷面河道既要滿足枯水期蓄水的要求,又要滿足洪水期泄洪的要求,往往采用高駁坎的形式,這樣就導致水生態系統與陸地生態系統隔離,兩棲動物無法躍上高駁坎,生物群落的繁殖受到人為的阻隔。梯形斷面的河道在斷面形式上解決了水陸生態系統的連續性問題,但是親水性較差,陡坡斷面對于生物的生長仍有一定的阻礙,而且不利于景觀的布置,而緩坡斷面又受到建設用地的限制。復式斷面在常水位以下部分可以采用矩形或者梯形斷面,在常水位以上部分可以設置緩坡或者二級護岸,在枯水期流量小的時候,水流歸主河道,洪水期流量大,允許洪水漫灘,過水斷面陡然變大,所以復式斷面既解決了常水位時親水性的要求,又滿足了洪水位時泄洪的要求,為濱水區的景觀設計提供了空間,而且由于降低了駁坎護岸高度,結構抗力減小,護岸結構不需要采用漿砌塊石、混凝土等剛性結構,可以采取一些低強度的柔性護岸形式。人類活動較少的區域,在滿足河道功能的前提下,應減少人工治理的痕跡,盡量保持天然河道面貌,使原有的生態系統不被破壞。所以在河道斷面的選擇上,應盡可能保持天然河道斷面,在保持天然河道斷面有困難時,按復式斷面、梯形斷面、矩形斷面的順序進行選擇。
然而在河道治理的過程中,也應該避免斷面的單一化。不同的過水斷面能使水流速度產生變化,增加曝氣作用,從而加大水體中的含氧量。多樣化的河道斷面有利于產生多樣化的生態景觀,進而形成多樣化的生物群落。例如在淺灘的生境中,光熱條件優越,適于形成濕地,以供鳥類、兩棲動物和昆蟲棲息。積水洼地中,魚類和各類軟體動物豐富,它們是肉食性候鳥的食物來源,鳥糞和魚類肥土又能促進水生植物生長,水生植物又是植食鳥類的食物,從而形成了有利于鳥類生長的食物鏈。深潭的生境中,由于水溫、陽光輻射、食物和含氧量隨水深變化,所以容易形成水生物群落的分層現象。
3河道護岸形式
傳統的河道護岸在材質方面大多數采用混凝土及漿砌塊石等硬質材料,整個護岸形成一個封閉的體系,猶如給河道穿上了一層盔甲,但只考慮了河道的安全性,卻忽視了對河流環境和生態系統及其他動植物與微生物生存環境的影響;不僅阻礙了水生態循環系統,連動植物、微生物的整體生物鏈都被阻斷;地下水與河水也不能及時的溝通,水循環過程被隔斷,河道變成了只進不出的封閉水體,從而有悖于城市的生態化建設。
在建設生態河道的過程中,河道護岸是否符合生態的要求,是否能夠提供動植物生長繁殖的場所,是否具有自我修復能力,是設計者應該著重考慮的事情。生態護岸應該是通過使用植物或植物與土工材料的結合,具備一定的結構強度,能減輕坡面及坡腳的不穩定性和侵蝕,同時能夠實現多種生物的共生與繁殖、具有自我修復能力、具有凈化功能、可自由呼吸的水工結構。
目前很多設計者提出了一些有效的護岸設計方法,如土工格柵邊坡加固技術、干砌護坡技術、利用植物根系加固邊坡的技術、滲水混凝土技術、石籠、生態袋、生態砌塊等[4]。這些結構的共同點:一是具有較大的孔隙率,護岸上能夠生長植物,可以為生物提供棲息場所,并且可以借助植物的作用來增加堤岸結構的穩定性;二是地下水與河水能夠自由溝通,能夠實現物質、養分、能量的交流,促進水汽的循環;三是造價較低,不需要長期的維護管理,具有自我修復的能力;四是護岸材料柔性化,適應曲折的河岸線型。但是生態護岸也有一些局限性,選用的材料及建造方法不同,堤岸的防護能力相差很大,所以要根據不同的坡面形式,選擇不同的結構形式。坡面較緩的河段,可以選擇生態砌塊、土工格柵等柔性結構,而坡面較陡的河段,可以選擇干砌塊石、石籠、滲水混凝土等半柔性的結構;生態護岸建造初期強度普遍較低,需要有一定時間的養護,以便植物的生長,否則會影響到以后防護作用的發揮;施工有一定的季節限制,常限于植物休眠的季節。
俗話說“蝦有蝦徑、蟹有蟹路”,各種生物都有自身獨特的生活習性,而不同的生態護岸結構形式能夠滿足不同的生物生長繁殖需求,例如石材類護岸可以提供螺螄、螃蟹等生物的寄居攀附,自然邊坡及土工格柵護岸可以提供泥鰍等軟體動物生長,淺灘地段適宜浮游生物的繁殖,深潭區域適宜魚類活動,所以在駁岸形式上,要根據地形地貌、原始的植被綠化情況,選擇多種護岸形式,為各種生物創造適宜的生長環境,體現生命多樣性的設計構思,這樣既可以保持豐富多樣的河岸形式,延續原始的水際邊緣效應,又給各種生物提供了生長的環境、遷徙的走廊,容易形成完整的生物群落。
4植物配置設計
植物根系可固著土壤,提高土壤持水性,增加土壤的有機質含量,既改善土壤的結構與性能,增加抗侵蝕能力和抗沖刷能力,起到固土護岸的作用,又能提高河岸土壤肥力,改善生態環境。而且隨著時間的推移,植物不斷生長,這些作用將會不斷加強。
植物枝葉可截留雨水,過濾地表徑流,水邊植物的枝葉能抵消波浪的能量,從而起到保護堤岸、凈化水質、涵養水源的作用。豐富的植物群落,也為動物、水生物提卵場與棲息地[5]。
植物還具有凈化水質的作用,污水中的氮磷等物質被植物吸收,能夠轉化為生長所需要的營養成分,變廢為寶,從而實現“污”“水”分離,降低河道富營養化水平。研究人員對生態化治理的河道進行監測發現,nh4+、tp、codmn和sd指標都明顯降低,水體質量得到顯著提高[6]。
根據生長條件的不同,河道植物分為常水位以下的水生植物、河坡植物、河灘植物和洪水位以上的河堤植物。在選擇植物的時候,不僅要達到豐富多彩的景觀效果,層次感分明,給人以賞心悅目的視覺享受,而且要具有良好的生態效果,根據水位和功能的不同,選擇適宜該水位生長的植物,并達到一定的功能。在常水位線以下且水流平緩的地方,應多種植生態美觀的水生植物,其功能主要是凈化水質,為水生動物提供棲食和活動場所,美化水面,根據河道特點選擇合適的沉水植物、浮水植物、挺水植物,并按其生態習性科學地配置,實行混合種植和塊狀種植相結合;常水位至洪水位的區域是河道水土保持的重點,其上植物的功能有固堤、保土和美化河岸作用,河坡部分以濕生植物為主,河灘部分選擇能耐短時間水淹的植物,河道植物的配置應考慮群落化,物種間應生態位互補,上下有層次,左右相連接,根系深淺相錯落,以多年生草本和灌木為主體,在不影響行洪排澇的前提下,可種植少量喬木樹種。洪水位以上是河道水土保持植物綠化的亮點,是河道景觀營造的主要區段,群落的構建應選擇以當地能自然形成片林景觀的樹種為主,物種應豐富多彩、類型多樣,可適當增加常綠植物比例,以彌補洪水位以下植物群落景觀在冬季蕭條的缺陷。這樣,水生植物與河邊的灌喬木呼應配合,就形成了有層次的植物生態景觀。
在植物種類的選擇上,要盡量選擇適宜本地區氣候環境的物種,同時不造成外來物種入侵,植物生長后構成的景觀層要分明。水際邊緣地帶要選擇抗逆性好、管理粗放、植物根系發達、固土能力強的植物,比如香根草、百喜草等。人工污染較嚴重的河段或者郊區無污水管網的河段,要選擇環保效果好,能有效地消除氮磷、油污、有毒化學物質的植物種類,以達到生態治河的目的,比如伊樂藻、苦草、狐尾藻、金魚藻、浮萍、美人蕉等。有關研究表明,沉水植物比浮水、挺水植物更能有效去除污染物。有種植槽或濕地的地方,可以根據水生植物適應水深的情況,配置多種水生植物,重構水生植物、魚類、鳥類、兩棲類、昆蟲類動物的良好棲息場所,比如蘆葦、荷花等。
綜上所述,生態河道的設計需要各方面因素的配合,設計者要拓寬思路,結合生態學、工程學、水利學的知識,相互補充,才能形成一套有效的設計方法。
河道的生態化治理是一個可持續發展的系統工程,要通過設計、施工、養護等一系列措施模擬一個生物生長的適宜環境,為各類水生、陸生和兩棲類動物、植物以及微生物提供棲息、繁衍和避難的場所,并且,除采取工程和植被措施外,還必須有選擇的放養水生動物及微生物,恢復生物的多樣性,重建生物系統的生態鏈。
5參考文獻
【關鍵字】城市河道 生態化治理 設計方法
1.生態型河道建設的必然性
1.1 生態型河道應體現人與自然的和諧共處。生態型河道是親水型的,在體現以人為本的同時,更加注重和提倡人與自然的和諧共處。這樣可以避免水利工程建設中的盲目性和投資的隨意性,特別是避免水利工程園林化的傾向。
1.2 體現生物多樣性和本地化。事實上,水利工程的建設本身是對自然原生態的一種破壞,只是在整體上權衡利弊得失時這種破壞利大于弊而值得干。生態也不是一成不變,而是動態平衡的。因此,建設生態型河道時必須極大地關注恢復或重建陸域和水體的生物多樣性形態,盡可能地減少一些不必要的硬質工程。
1.3 生態型河道的整治應該是漸進式的。無論生物多樣性的重建,還是自我凈化、自我修復能力的恢復,在河道整治中都不可能一蹴而就,而是一個逐步、漸進的過程。如果不注重生態而快速地實施環境水利工程,往往會導致自然環境的不和諧。
2.建設生態型河道的問題分析
2.1 河道綜合整治涉及的問題
①在指導思想上要確立綜合治理的觀念。包括河道本身的疏浚,實現通暢;在安全基礎上的陸域部分的綠化;水體的治污、調活、凈化;污染源的截流、納管和集中處理。最終實現標本兼治,使清水長流,永續利用。②治理的過程中要注意反對形式主義,防止片面強調景觀而導致水利工程園林化。即使是十分必要的景觀建設,也要在設計中盡可能減少小品,減少污染物,減少硬質工程。要十分強調規劃控制,在河道工程范圍內的綠化和景觀建設,也不一定都要一步到位,可以在主體工程完成之后,留出綠地和大片空間,以后通過非水利的途徑再去營造景觀。③要處理好點與面、段與線的關系,可以一次確定目標,分階段組織實施。四是建設程序規范化問題。當前特別要注重貫徹項目法人制、招投標制、監理制,實行政府采購,對工程決算的審價和對建設的審計。項目建成投入運行后,要經過考驗,實行建設效益后評估。對上述這些問題都要綜合考慮,以扎實推進生態型河道的建設。
2.2 管理中的問題
①管理體制和機制問題。按照統一管理與分級負責的原則,落實分級負責的責任制;在管理過程中,探索管養分離的新機制,制定市場準入的規劃和管養定額標準,逐步實行養護的社會化、市場化。②落實管理的經費。任何管理都需要人和物的投入,管理也必須要有成本。管理的投入要根據工程的性質和管理責任權限,由公共財政投入和社會性投入配套組成。③提高管理的技術含量和科學調度水平。④加強管理隊伍建設,提高管理人員的素質和管理水平。
3.3 投入問題
①公共財政投入。它只能用于社會性、公益性、基礎設施性的建設。因此,生態型河道建設的投入,不可能指望全部由公共財政投入來解決,只能是根據工程性質和分級負擔原則,實行綜合性配套性多元性投入。按照補、扶持性、引導性的原則,予以適當投入,以推進生態型河道建設。②社會配套投入。這種投入是帶有公益性意義的,是自愿的。③受益者投入。按照誰受益誰投入的原則,由受益的農民、集體經濟組織、開發商、農業企業或者其他受益的企業和個人按照受益比例分攤投入。
3.加強生態型河道設計的對策研究
3.1 河道線型設計
河道線型設計即河道總體平面的設計。由于城市用地的緊缺,河道濱水地帶不斷被侵占,水面越來越少,河寬越修越窄,但是為了泄洪的需要,要保證過水斷面,只好將河道取直、河床挖深,這樣對駁坎的強度要求就逐步地提高,建設費用逐漸加大,而生態功能逐漸衰退,河道基本成為了泄洪渠道,這與可持續發展的戰略相悖。從工程角度,自然曲折的河道線型能夠緩解洪峰,消減流水能量,控制流速,所以也減少了對下游護岸的沖刷,對沿線護岸起到保護的作用。退地還河、濱水地帶的恢復,使得設計人員在河道斷面設計上留有選擇的余地,也不需要采用高強度的結構形式對河濱建筑進行保護。順應河勢,因河制宜,無疑在工程經濟性方面也是有利的。
3.2 河道斷面設計
河道斷面的選擇除了要考慮河道的主導功能、土地利用情況之外,還應結合河岸生態景觀,體現親水性,盡量為水陸生態系統的連續性創造條件。在河道治理的過程中,應避免斷面的單一化。不同的過水斷面能使水流速度產生變化,增加曝氣作用,從而加大水體中的含氧量。多樣化的河道斷面有利于產生多樣化的生態景觀,進而形成多樣化的生物群落。
3.3河道護岸形式
傳統的河道護岸在材質方面大多采用混凝土及漿砌塊石等硬質材料,整個護岸形成一個封閉的體系,猶如給河道穿上了一層盔甲,只考慮了河道的安全性,卻忽視了對河流環境和生態系統及其動植物及微生物生存環境的影響。不僅阻礙了水生態循環系統,連動植物、微生物的整體生物鏈都被阻斷。地下水與河水也不能及時的溝通,水循環過程被隔斷,河道變成了只進不出的封閉水體。從而有悖于城市的生態化建設。
在建設生態河道的過程中,河道護岸是否符合生態的要求,是否能夠提供動植物生長繁殖的場所,是否具有自我修復能力,是設計者應該著重考慮的事情。生態護岸應該是通過使用植物或植物與土工材料的結合,具備一定的結構強度,能減輕坡面及坡腳的不穩定性和侵蝕,同時能夠實現多種生物的共生與繁殖、具有自我修復能力、具有凈化功能、可自由呼吸的水工結構。
3.4 植物配置設計
植物根系可固著土壤,提高土壤持水性,植物根莖的生長對土壤具有改良作用,增加了土壤的有機質含量,改善了土壤的結構與性能,增加抗侵蝕能力和抗沖刷能力,起到固土護岸的作用,又能提高河岸土壤肥力,改善生態環境。而且隨著時間的推移,植物不斷生長,這些作用將會不斷加強。
在植物種類的選擇上,要盡量選擇適宜本地區氣候環境的物種,同時不造成外來物種入侵,植物生長后構成的景觀層要分明。水際邊緣地帶要選擇抗逆性好、管理粗放、植物根系發達、固土能力強的植物,比如沙柳,蘆葦等。格爾木地處高原,自然環境惡劣,生態植被生命力脆弱,使用本地的抗寒抗旱植物,能使這些植物適應本地氣候,達到生態之和的目的。
4.總結語
綜上所述,生態河道的設計需要各方面因素的配合,設計者要拓寬思路,結合生態學、工程學、水利學的知識,相互補充,才能形成一套有效的設計方法。生態型河道是符合防洪除澇安全要求的除害興利工程。作為工程,安全始終是第一位的。生態型河道建設并不是要求我們刻意地追求某種形式,形成一個固定的模式,也不是一概地排斥硬質工程,而是要求我們從實際出發,因地制宜開展河道整治,在確保工程安全的前提下,力求形成河道形態的簡潔樸素、自然通暢、水質改善、水體調活的局面。
參考文獻:
[1]葉碎高,王帥,張錦娟.河道植物措施與生物多樣性研究進展與展望.水利與建筑工程學報,2008,6(2)
關鍵詞:生態水利;河道治理;應用
1.生態水利
生態水利是指水資源的一種利用方式,是人類文明發展到生態明時代對資源利用的一種新的認識,其本質體現的是可持續發展。生態水利的建設基于幾點必要性。首先是生態系統自身的需要。生物存在的一個重要因素就是水資源的存在,而自然界物質的循環過程都要水參與其中,只有生態系統良好發展才能為人類發展提供有效的保障。其次是現實環境的要求,由于過去人們對于水資源利用沒有科學的認識,導致了一定程度上的浪費及污染,對環境造成了嚴重影響,污染嚴重與水資源短缺成為社會進一步發展的制約因素。最后,在以往的水利工作中,沒有將人類自身作為環境中的一部分進行考慮,單方面對環境進行索取,對流域內的環境造成了嚴重破壞。
2.當下水利工程存在的問題
(一)人為改變河流的多樣化
在對于水資源的利用過程中,忽略了河流的自然形態,人為的對河流進行改造,導致河流原有布局改變,河流自身形成的局部生態環境受到影響。比如濕地消失,水產資源的日益匱乏。河流的生態性是在長期發展過程中形成的,對于人類的改造活動難以在短期內有效的恢復,生物多樣性會受到一定程度損害。
(二)對流域內環境的影響
河流在流域內形成局部小環境,各要素在其中呈現良性循環,人為活動改變了原有循環模式。同時在河流開發之后,沒有重視到生物種群恢復工作,流域內的淺灘以及濕地在經濟利益的作用下被現代化設施所替代,對于水循環形成了障礙。
3.生態水利與傳統水利工程的區別
生態水利與傳統水利工程的區別主要有以下幾個方面。范圍,資源利用,治理后期的管理工作,原則,對于水功能的開發,對于河道的治理,堤防的建設。可以通過圖表進行直觀的感受。
4.生態水利在河道治理工程中的應用
(一)觀念
觀念指導人的行為,生態水利的應用首先要樹立可持續發展觀念,認識到傳統水利工程對環境的破壞,人類文明發展與環境發展是統一的,在自然大環境中,人類是參與循環的一個環節,對于自然環境要改變以往的單一索取,改造,而是要在保護環境的基礎上,合理的利用,與自然和諧相處。水利工程不只是體現在防洪以及供水等方面,對于社會發展起著保障作用。改善生態環境,水環境建設是生態文明建設的一部分。要認識到國情,從總體來看我國的水資源是缺乏的,沒有資源,社會的發展就無從談起。從人類發展的歷史來看,從類文明的發祥地大多在大河流域,水資源在農業時代是農業生產的保障,在工文明時代則是社會發展的基礎,要將資源的利用納入社會發展的大局之中進行考慮,提升對于水資源的有效利用率。
(二)方法
a護岸工程。生態水利沒有固定的方法,各地區要根據自身情況靈活應對。在建設過程中要考慮到幾個方面的問題。首先是將防洪功能與水環境優化二者有效的結合一起,合理安排布局,保持流域沿岸的生態環境,為河流沿岸的可持續發展提供保障。其次是要考慮到流域內環境的承載能力,流域內的自然環境條件決定了環境承載力,因此在對水資源利用的過程中要合理的進行優化配置。再者是水生系統的保護,該項工作是綜合的大系統,體現在多個方面。生態河堤。主要是通過植物對河堤進行保護,如柳樹,白楊,蘆葦,菖蒲,用植物根系對河堤進行加固。自然型護岸。護底采用天然材料,坡角人為設置護岸,斜坡面種植植被。人工型護岸。該模式是在自然護岸的基礎之上,采用一定的人工材料對其進行補充,主要是用于防洪要求較高的河段。b清淤水利工程的目的之一就是防洪,河流在人為開發過程需要定期的進行清理工作,清理工作要從生態角度進行考慮,如對淤泥的處理。水下作業會對水生物造成一定的影響,因此在工作開展過程中要加強對環境的監測。c河流濕地開發濕地被譽為地球之腎,是生態環境的重要組成部分,濕地面積的大小直接影響到該區域生態環境功能的發揮。對于河流沿岸濕地要以保護為主,對于不可避免要開發的部分,要做好規劃工作,將經濟效益與環境效益二者結合在一起,保護環境就是保護人類文明發展的成果。d退化河帶恢復河帶是指河床高低水位之間的部分,包括被淹沒的河床以新及生的灘涂。恢復工作主要包含了以下幾個方面內容。首先是生物恢復,人為的引進相關物種,并通過一系列的保護手段,促進種群的發展。其次是環境恢復,主要是通過大量的植被對局部環境進行改善,提高環境的穩定性。
結語
生態水利在河道治理中的應用主要是生態系統的構建,在滿足基本用水的基礎之上對水資源進行合理配置,并對河流環境進行綜合治理。生態水利的本質是人與自然和諧發展,體現的是可持續發展觀念,對于水資源利用要尊重自然規律,將經濟效與生態效益二者有機統一。
參考文獻:
[1]陳求穩.生態水力學及其在水利工程生態環境效應模擬調控中的應用[J].水利學報,2016(03).